微點(diǎn)蝕是怎么產(chǎn)生的
來源:濟(jì)南聯(lián)飛數(shù)控裝備有限公司 日期:2024-04-26 08:41:47 點(diǎn)擊量:
微點(diǎn)蝕俗稱“灰斑”,是指軸承、齒輪工作過程中工作表面上出現(xiàn)的一種呈發(fā)灰狀態(tài)的特征現(xiàn)象。微觀上表現(xiàn)為工作表面上出現(xiàn)微小裂紋并伴有少量材料轉(zhuǎn)移和損失,是一個微小裂紋形成并發(fā)生“冷膠合”的綜合過程。應(yīng)用了常用表面處理工藝(滲碳、淬火)的軸承、齒輪工作表面上,微點(diǎn)蝕現(xiàn)象均會出現(xiàn)。如滲碳鋼齒輪,微點(diǎn)蝕更成其一種顯著的失效模式;從設(shè)備潤滑狀況的角度來講,這種疲勞破壞現(xiàn)象經(jīng)常在油膜較薄(彈性流體動壓潤滑和混合潤滑條件下的較薄油膜),且兼有滑動、滾動接觸的工作面上出現(xiàn),在此基礎(chǔ)上若工作面粗糙度較大,微點(diǎn)蝕現(xiàn)象很容易出現(xiàn)。微點(diǎn)蝕過程初期產(chǎn)生的微小裂紋由嚙合齒面表層至次表層以一定“淺角”(通常小于30度)擴(kuò)展,一般縱深至5~10μm,形成凹坑。對于不同的潤滑油,微點(diǎn)蝕所產(chǎn)生的凹坑形貌、裂紋彼此不同,在齒面上呈現(xiàn)出連續(xù)的微小碎痕,在可見光下發(fā)暗,宏觀上便呈灰色。
微點(diǎn)蝕的形成原因及影響因素尚不完全清楚。一般認(rèn)為由于低速重載運(yùn)行的軸承、齒輪工作面多呈彈性流體動壓潤滑和混合潤滑狀態(tài),在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中工作面間微觀結(jié)構(gòu)的微凸體發(fā)生直接接觸,并在較高的剪切力及相對摩擦作用下,造成齒面局部溫度升高,油膜或化學(xué)反應(yīng)膜流失破裂,局部油膜不足,導(dǎo)致金屬與金屬、金屬與潤滑油之間產(chǎn)生壓力,使接觸表面上發(fā)生復(fù)雜的彈/塑性變形,最終造成齒面出現(xiàn)微小裂紋并伴有少量材料轉(zhuǎn)移,即微點(diǎn)蝕現(xiàn)象。Oila等認(rèn)為影響微點(diǎn)蝕現(xiàn)象的主要因素有運(yùn)行溫度、載荷、滑動/滾動速度、潤滑狀況、添加劑、材料表面狀況等。
與其它疲勞損傷機(jī)理類似,微點(diǎn)蝕會對零件的耐久性有著不利的影響。由它產(chǎn)生的損傷可引起顯著的材料損失,進(jìn)而導(dǎo)致齒面輪廓的變化。當(dāng)齒面出現(xiàn)微點(diǎn)蝕時,齒面輪廓的變化使得載荷集中于較小的區(qū)域,從而影響齒輪在通過嚙合點(diǎn)時的傳動精度。這會導(dǎo)致振動、噪聲、錯位,并增加疲勞失效的機(jī)會,更嚴(yán)重的情況下可導(dǎo)致齒輪輪齒斷裂;此外,微點(diǎn)蝕還會導(dǎo)致顯著的齒輪輪齒磨損即點(diǎn)蝕;同時當(dāng)齒輪磨損時,磨損的金屬顆粒成為潤滑油中的污染物。這些顆粒在變速箱中循環(huán),擠壓在齒輪的工作表面上。經(jīng)過交替負(fù)荷循環(huán)形成“碎痕”,從而導(dǎo)致齒面碎裂;由于碎痕和隨后的疲勞失效,微點(diǎn)蝕產(chǎn)生的金屬顆粒會進(jìn)出軸承表面,縮短其應(yīng)用壽命,碎屑還會引起密封件的磨蝕損壞,導(dǎo)致泄漏和開式齒輪傳動中的污染物侵入。
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